Enheter som drivs med elektrisk kraft (telefoner, datorer, diskmaskiner och kaffemaskiner) används dagligen och underlättar våra liv. El förs till våra hem med hjälp av elektriska generatorer. De moderna elektriska generatorerna fungerar på samma grund som den generator som uppfann av Michael Faraday 1831. De mest använda generatorerna är växelströmsgeneratorer (alternativ ström), som är de dagliga kraftgeneratorerna.
Definition
En elektrisk generator är en anordning som omvandlar mekanisk energi till elektrisk energi. Lagen som styr den är den "elektromagnetiska induktionsprincipen" som Faraday uppfann. Principen säger att ett föränderligt magnetfält orsakar en spänning i en ledare. Det finns två typer av elektriska generatorer: AC- och DC-generatorer (likström). Växelströmsgeneratorn producerar ström som kontinuerligt reverserar riktning och likströmsgeneratorn producerar ström som bara flyter i en riktning.
Delar
De grundläggande delarna av en växelströmsgenerator är den mekaniska effekten, magneterna och en eller flera rotorer. Utan någon av dessa delar kan el inte produceras. Varje del har sin egen roll.
Hur det fungerar
Varje atom består av lika antal protoner (positiva) och elektroner (negativa). Vissa material (kallade ledare) har löst hållna elektroner som kan flöda från en atom till en annan. Elektronflödet kallas elektricitet. En magnet kan lätt orsaka ett flöde av elektroner från en atom till en annan. När en magnet kommer nära en tråd, får magnetens kraft elektroner att strömma och producerar därmed elektricitet. Inuti en växelströmsgenerator roterar en eller flera rotorer (trådspolar) med en mekanisk kraft och roterar inuti ett magnetfält.
Mekanisk energi
Den mekaniska energin används av en växelströmsgenerator för att producera elektricitet. Källor som vatten, vind eller kol kan användas för att driva rotorerna inuti en generator. Den enklaste typen av generator sätts i rörelse med en handvev. Större generatorer kan köras av vind- eller vattenturbiner, tryckluft eller förbränningsmotorer. Till exempel: Om en flod rinner genom eller nära en stad är den mekaniska energikällan vattenflödet.
Magnet
Magneten är ett material som producerar magnetfält. Den har en nord- och en sydpol och lockar ferromagnetiska material (metaller som lockas till magneten och som kan magnetiseras som järn, nickel eller kobolt). Inuti en växelströmsgenerator skapar en magnet ett magnetfält mellan nord- och sydpolen. När rotorn rör sig mellan magnetens nord- och sydpol börjar elektronerna i spolen att strömma.
Rotor
Rotorn är en trådspole som snurrar inuti magnetfältet. Materialet som används för ledningen måste vara en bra ledare (gjord av atomer med löst hållna elektroner). När tråden är nära sydpolen flyter elektroner på ett sätt och när den är nära nordpolen, rinner elektroner åt andra hållet. Eftersom tråden snurrar från nordpolen till magnets södra pol och tillbaka till nordpolen och så vidare, vänder den elektriska strömmen hela tiden riktning.
